JP2009156420A - 自動車の変速指示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者への変速指示を行う変速指示装置に対し、渋滞路走行中における変速指示が運転者に煩わしさを与えないようにする。
【解決手段】現ギヤポジションが目標ギヤポジションと異なっている場合に運転者に対して変速指示を行うようにした変速指示装置に対し、車速、アクセル開度等から渋滞路走行中であるか否かを判定すると共に、運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度を判定する。渋滞路走行中であって且つ運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度が低い場合には、現ギヤポジションが目標ギヤポジションと異なっている場合であっても変速指示を解除する。これにより、渋滞路走行中に変速指示が頻繁に行われることで運転者に煩わしさを与えてしまうことを解消する。
【選択図】図７

Description

本発明は、自動車の走行状態に適した変速段を運転者（ドライバ）に指示する変速指示装置に係る。特に、本発明は、変速指示動作の適正化を図るための改良に関する。

従来より、自動車は必要な走行トルクや車速を得るために、エンジン（内燃機関）出力を変速機により変速して車輪に伝達しているが、走行状態に応じた最適な変速段は、車速やエンジン負荷（例えばアクセル開度）などによってほぼ決定される。例えば自動変速機（オートマチックトランスミッション）を搭載した自動車にあっては、車速およびアクセル開度に応じた最適な変速段を得るための変速線（変速段の切り換えライン）を有する変速マップがコントローラに記憶されており、この変速マップに従って変速段の切り換え動作が自動的に行われるようになっている。

しかしながら、手動変速機（マニュアルトランスミッション）を搭載した自動車では、変速段の設定を運転者が任意に行うため、変速段の選択や変速操作のタイミングとしては個人差が大きく、そのため、最適とされる変速段とは異なる変速段が設定されて走行している可能性がある。例えば、変速段を高めていく操作（シフトアップ操作）において、最適とされる変速段よりも低い変速段（ローギヤ側）に設定されている場合には燃費の悪化に繋がり、逆に、最適とされる変速段よりも高い変速段（ハイギヤ側）に設定されている場合には自動車に十分な加速性能が得られないことになる。

このような不具合を解消するために、例えば下記の特許文献１、特許文献２、特許文献３に開示されているように、エンジン負荷や車速などから求まる最適変速段に対し、それとは異なる変速段が設定されている場合には、最適変速段に向けての変速操作を行うべきことを運転者に指示する変速指示装置（例えば、ギヤシフトインジケータ（ＧＳＩ）と呼ばれている）が提案されている。

具体的には、上記自動変速機における変速マップと略同様の変速マップをコントローラに記憶させておき、運転者が設定している変速段が、走行状態から求まる最適変速段とは異なっている場合に、上記変速マップに従ってシフトアップまたはシフトダウンすべきことを視覚的に運転者に指示するようにしている。例えば車室内のコンビネーションメータ内に、変速機のギヤポジションのシフトアップやシフトダウンを促すための表示部を設け、走行状況に応じてこの表示部を点灯させることでシフトチェンジのアドバイスを行うようにしている。このような変速指示装置は、上記手動変速機に限らず、手動変速機能付きの自動変速機（所謂シーケンシャル型シフトが可能な変速機）を備えた自動車に対しても適用可能である。
特開平６−２１１０６９号公報 特開平５−２５６３６３号公報 特開２００５−３０６２４２号公報

ところで、上述したような変速指示装置の実用性を高めるためには未だ種々の改良が必要である。本発明の発明者らは、この変速指示装置の実用性を高めるための対策について検討を進め、以下の点で改良が必要であることを見出した。

つまり、この種の変速指示装置を搭載した自動車が交通渋滞している道路（以下、渋滞路と呼ぶ）を走行している場合には、比較的長い時間、低車速の範囲内で車速が変化するといった状況を招く。例えば５ｋｍ／ｈで数秒間走行し、その後、１５ｋｍ／ｈで数秒間走行し、その後、再び、５ｋｍ／ｈで数秒間走行するといったような走行状態が繰り返される可能性がある。このような状況では、自動車の運転状態が上記変速マップ上のシフトアップ変速線およびシフトダウン変速線を頻繁に超える可能性があり、短時間のうちに、シフトアップすべき変速指示（例えば「１速」から「２速」への変速指示）と、シフトダウンすべき変速指示（例えば「２速」から「１速」への変速指示）とが頻発してしまう可能性がある。このような状況では運転者に変速操作の煩わしさを与えることになってしまう。

特に、渋滞路の走行中は、運転者の心理状態も良くないため、このような状況で変速指示装置が頻繁に変速指示を発する状態は、運転者にとっての精神的な負担を大きくしてしまう可能性があり、好ましい状況ではないことを本発明の発明者らは見出した。

尚、上記特許文献１には、クルーズコントロール中に変速指示を行うことによる違和感を運転者に与えないように、クルーズコントロールの実行中には変速指示を禁止することについての開示はあるものの、渋滞路の走行中に変速指示が頻発してしまうことによって運転者に煩わしさを与えてしまうことについての対策は何ら開示されていない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、運転者への変速指示を行う変速指示装置に対し、渋滞路走行中における変速指示が運転者に煩わしさを与えることがないようにすることにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、自動車が渋滞路を走行している場合には、変速指示装置による変速指示を強制的に禁止するようにしたり、この渋滞路を走行している状況において自動車の運転者が変速指示装置からの変速指示に従った変速操作を行う意思があるか否かを判定し、その意思がない場合に限って変速指示装置による変速指示を強制的に禁止するようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、手動変速操作が可能な変速機が搭載された自動車に用いられ、自動車の運転状態に応じて求められる変速機の最適変速段と運転者が選択している変速段とが異なっている変速指示条件が成立した場合に、変速段を最適変速段に向けて操作するよう運転者に変速指示を行う自動車の変速指示装置を前提とする。この自動車の変速指示装置に対し、渋滞認識手段、変速指示解除手段を備えさせている。渋滞認識手段は、上記自動車が走行している道路が交通渋滞状態であることを認識可能である。変速指示解除手段は、上記道路が交通渋滞状態であることを上記渋滞認識手段が認識している間、上記運転者への変速指示を解除する。

この特定事項により、自動車が渋滞路を走行している場合には、そのことが上記渋滞認識手段によって認識される。そして、自動車が渋滞路を走行している場合、変速指示装置の変速指示に対して運転者は煩わしさを感じている可能性が高いとして、変速指示装置の変速指示を強制的に解除（禁止）するようにしている。その結果、運転者の心理状態が良くない渋滞路の走行中に、変速指示の煩わしさを解消することで、運転者にとっての精神的な負担を大幅に軽減することができる。

上記目的を達成するための他の解決手段としては以下のものも挙げられる。つまり、手動変速操作が可能な変速機が搭載された自動車に用いられ、自動車の運転状態に応じて求められる変速機の最適変速段と運転者が選択している変速段とが異なっている変速指示条件が成立した場合に、変速段を最適変速段に向けて操作するよう運転者に変速指示を行う自動車の変速指示装置を前提とする。この自動車の変速指示装置に対し、渋滞認識手段、変速頻度判定手段、変速指示解除手段を備えさせている。渋滞認識手段は、上記自動車が走行している道路が交通渋滞状態であることを認識可能である。変速頻度判定手段は、上記運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度を判定する。変速指示解除手段は、上記道路が交通渋滞状態であることを上記渋滞認識手段が認識しており、且つ運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度が所定頻度以下であることを上記変速頻度判定手段が判定している間、上記運転者への変速指示を解除する。

この特定事項により、自動車が渋滞路を走行している場合には、そのことが上記渋滞認識手段によって認識される。また、この渋滞路の走行中において、運転者が変速指示装置の変速指示に従って変速操作を行っている頻度を変速頻度判定手段が判定し、その頻度が比較的高い場合には、運転者が変速指示装置の変速指示に従って変速操作を行う意思があると認定し、上記変速指示条件（最適変速段と運転者が選択している変速段とが異なっていること）の成立に伴う変速指示装置の変速指示を継続して行う。一方、運転者が変速指示装置の変速指示に従って変速操作を行っている頻度が比較的低い場合やその頻度が「０」である場合には、運転者は変速指示装置の変速指示に従って変速操作を行う意思はなく、変速指示に煩わしさを感じている可能性が高く、また、変速指示は無駄な動作である。このため、このような状況では、上記変速指示条件が成立したとしても、変速指示装置の変速指示を強制的に解除（禁止）する。

このように、渋滞路の走行中において、運転者が変速指示に従った変速操作を行う意思がない状況では、この変速指示を解除することで運転者に煩わしさを与えることが解消できる。特に、運転者の心理状態が良くない渋滞路の走行中に、変速指示の煩わしさを解消することで、運転者にとっての精神的な負担を大幅に軽減することができる。

上記渋滞認識手段による交通渋滞認識動作として具体的には以下の種々のものが挙げられる。先ず、所定の渋滞認識判断期間における、自動車の走行速度、停車回数、運転者によるブレーキ、クラッチ、アクセルの各操作量の各情報のうちの一つまたは複数の情報に基づいて交通渋滞状態であることを認識可能とするものである。

例えば、自動車の走行速度が比較的低く（例えば１５ｋｍ／ｈ以下）且つ停車していない状態で、アクセルの操作量（アクセル開度）が比較的低い状態（アクセル開度変化量１０％以下の状態）が所定時間（渋滞認識判断期間：例えば２０秒）以上継続する場合には渋滞認識手段により交通渋滞が認識される。また、自動車の走行速度が所定速度以下（例えば３０ｋｍ／ｈ以下）の状態が継続され、所定時間（渋滞認識判断期間）以内の停車回数が所定回数を超えるような状況（例えば６０秒以内の停車／発進の繰り返し回数が４回以上）であれば渋滞認識手段により交通渋滞が認識される。また、自動車の走行速度が所定速度以下（例えば１５ｋｍ／ｈ以下）且つ停車していない状態で、所定時間以内のブレーキ操作回数またはクラッチ操作回数が所定回数を超えるような状況（例えば６０秒以内のブレーキまたはクラッチの操作回数が４回以上）であれば渋滞認識手段により交通渋滞が認識される。この場合、ブレーキ操作回数のカウントとしてはブレーキペダルの踏み込み操作と踏み込み解除操作とが１回ずつ行われた場合にブレーキ操作回数を１回とカウントし、クラッチ操作回数のカウントとしてはクラッチペダルの踏み込み操作と踏み込み解除操作とが１回ずつ行われた場合にクラッチ操作回数を１回とカウントする。

また、自動車の走行速度、前方に位置する車両との車間距離の各情報に基づいて交通渋滞状態であることを認識可能とするものも挙げられる。

前方に位置する車両との車間距離の情報を取得する手段として具体的には、ミリ波レーダによって車間距離を計測するものなどが挙げられる。つまり、自動車の走行速度が比較的低く（例えば３０ｋｍ／ｈ以下）且つ停車していない状態で、前方車両との車間距離が所定距離以下（例えば車間距離が３０ｍ以内）である状況が所定時間継続（例えば２０秒以上継続）する場合には渋滞認識手段により交通渋滞が認識される。

また、自動車の走行速度、車載撮像手段から得られる前方または後方の撮像画像の各情報に基づいて交通渋滞状態であることを認識可能とするものも挙げられる。

上記車載撮像手段としては車載カメラ（例えばＣＣＤカメラ等）が挙げられ、この車載カメラによって周囲の車両の量（台数）を認識する。つまり、自動車の走行速度が比較的低く（例えば３０ｋｍ／ｈ以下）且つ停車していない状態で、周囲の車両の台数が所定台数以上である状況（例えば前後１００ｍの間にそれぞれ５台以上の自動車が存在する場合には渋滞認識手段により交通渋滞が認識される。

更に、渋滞認識手段が、渋滞情報発信源からの渋滞情報を受信可能となっており、この渋滞情報に基づいて交通渋滞状態であることを認識可能とするものも挙げられる。

例えば、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）：登録商標）やＧ−ＢＯＯＫ（登録商標）からの渋滞情報を受信することで、渋滞認識手段が交通渋滞を認識するものである。

また、変速指示解除手段によって運転者への変速指示が解除された後に、その変速指示を復帰させるための構成としては以下のものが挙げられる。つまり、道路の交通渋滞が解消したことを上記渋滞認識手段が認識した場合であって、且つ上記変速指示条件が成立した場合に、運転者への変速指示動作を再開する変速指示再開手段を備えさせている。ここで、交通渋滞が解消したことの判定条件としては、自動車の車速が所定値（例えば３０ｋｍ／ｈ）以上となったことや、アクセル開度が所定値（例えば３０％）以上となったことが挙げられる。

これによれば、交通渋滞が解消して自動車が加速したり巡航速度での走行を開始した場合に、変速指示条件の成立に伴って変速指示装置からの変速指示が運転者に対して再開されることになり、エンジン負荷や車速などから求まる最適変速段に向けての変速操作を行うべきことを運転者に指示することができる。このため、燃費の改善および十分な加速性能を得ることができる変速段での走行が可能になる。

また、上記渋滞認識手段による交通渋滞の認識動作のタイミングと、上記変速頻度判定手段による変速操作の頻度判定動作のタイミングとして、具体的には以下のものが挙げられる。つまり、上記渋滞認識手段は、所定の渋滞認識判定期間中に、道路が交通渋滞状態であるか否かを判定するようになっている一方、上記変速頻度判定手段は、所定の変速頻度判定期間中に、運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度を判定するようになっている。そして、上記渋滞認識手段による判定動作（道路が交通渋滞状態であるか否かの判定動作）と変速頻度判定手段による判定動作（運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度を判定する動作）とが同時並行される構成としている。

これによれば、運転者への変速指示を解除するか否かの判断を比較的短時間で完了することができる。つまり、渋滞認識手段によって交通渋滞状態であることが認識された後に、運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度を判定する動作を開始したのでは、この２つの動作が完了するまでの時間を長く要し、仮に、交通渋滞状態であって且つ運転者が変速指示に従う変速操作の頻度が低い場合には、これらの判断が完了するまでの間、運転者への変速指示が継続的に行われることになって、その間、運転者に煩わしさを与えてしまうことになる。本解決手段では、渋滞認識手段による判定動作と変速頻度判定手段による判定動作とを同時並行することで、変速指示を解除すべきか否かの判断を行う期間を短くすることができ、仮に変速指示を解除すべき状況であったとしても、上記変速指示が継続的に行われる期間を短くできて運転者にとっての精神的な負担を軽減することが可能である。

本発明では、自動車が渋滞路を走行している場合には、変速指示装置による変速指示を強制的に禁止するようにしたり、この渋滞路を走行している状況において自動車の運転者が変速指示装置からの変速指示に従った変速操作を行う意思があるか否かを判定し、その意思がない場合に限って変速指示装置による変速指示を強制的に禁止するようにしている。このため、渋滞路走行時に運転者に煩わしさを与えることが解消でき、運転者にとっての精神的な負担を大幅に軽減することができて、変速指示装置の実用性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、前進５段階の変速（手動変速）が可能な手動変速機（５速マニュアルトランスミッション）を搭載した自動車に対して本発明を適用した場合について説明する。

−第１実施形態−
（自動車および変速指示装置の説明）
図１は、エンジン（内燃機関）１、クラッチ機構５、手動変速機２、コンビネーションメータ３、制御装置４の配置レイアウトを示す自動車の側面図であって、車体を仮想線で示している。

上記クラッチ機構５は、運転者によるクラッチペダルの踏み込み操作および踏み込み解除操作に伴って離脱（解放）および継合（接続）されるものであり、継合状態ではエンジン１の駆動力を手動変速機２に伝達し、離脱状態では手動変速機２への駆動力の伝達を遮断するようになっている。

上記手動変速機２は、例えば前進５段階および後進１段階の変速が可能なギヤ構成を有するものであり、運転者の手動操作によって変速操作を行うためのシフトレバー２ａが車室内に突出配置されている。

コンビネーションメータ３は、車室内の運転席前方のダッシュボードに設置されるもので、例えば図２に示すように、スピードメータ３Ａ、タコメータ３Ｂ、ウォータテンパラチャゲージ３Ｃ、フューエルゲージ３Ｄ、オドメータ３Ｅ、トリップメータ３Ｆ等や、各種のウォーニングインジケータランプ（図示省略）等が設けられている。

本実施形態では、自動車の走行状況に応じて燃費向上等を図る上で適した手動変速機２のギヤポジション選択を指示する変速指示装置（運転アドバイスシステムまたはＧＳＩ：ギヤシフトインジケータと呼ばれる）を装備している。以下、この変速指示装置について説明する。

先ず、上記コンビネーションメータ３には、変速指示用の表示部として、手動変速機２のギヤポジションをアップ要求する際に点灯するシフトアップランプ１１、ギヤポジションをダウン要求する際に点灯するシフトダウンランプ１２、各種の数字、文字等の情報が表示される液晶または７セグメント構成のディスプレイ１３が設けられている。

上記各ランプ１１，１２は、例えばＬＥＤ等で構成され、必要に応じて点灯されるようになっているが、その他、点滅させるようにしてもよく、また、２種類以上の発光体を埋め込んで複数色の発光を可能にしておき、発光色毎に意味を持たせるようにすることも可能である。更に、この各ランプ１１，１２の代わりに、変速指示用の音や音声等を利用することも可能である。

また、ディスプレイ１３には、例えば手動変速機２の現在のギヤポジション（以下、現ギヤポジションと呼ぶ）を数字や記号によって表示する現ギヤポジション表示部１３ａと、変速指示されたギヤポジション（変速すべきギヤポジション、以下、目標ギヤポジションと呼ぶ）を数字や記号によって表示する目標ギヤポジション表示部１３ｂとを備えている。例えば、現ギヤポジション表示部１３ａにおける現ギヤポジションの表示は点滅せず、目標ギヤポジション表示部１３ｂにおける目標ギヤポジションの表示は点滅するようになっている。

制御装置４は、一般的に公知のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からなり、例えば図３に示すように、双方向性バス４１によって相互に接続されたＣＰＵ４２、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４、バックアップＲＡＭ４５、インタフェース４６等を備えている。

尚、ＣＰＵ４２は、インタフェース４６を通じて入力される各種センサ（例えば車速センサ２１、エンジン回転数センサ２２、アクセル開度センサ２３等）からの出力信号に基づいて車両の走行状況を把握し、必要に応じてインジェクタ（燃料噴射弁）からの燃料噴射量、吸排気の各バルブの開閉タイミング、点火プラグの点火時期等の制御を行う。また、上記クラッチペダルの踏み込み操作がなされたとき（クラッチ機構５が離脱状態となったとき）にオン状態となるクラッチスイッチ２４が備えられ、このクラッチスイッチ２４のオン・オフ信号もインタフェース４６を通じてＣＰＵ４２に入力されるようになっている。更に、ブレーキペダルの踏み込み操作がなされたときにオン状態となるブレーキスイッチ２５も備えられ、このブレーキスイッチ２５のオン・オフ信号もインタフェース４６を通じてＣＰＵ４２に入力されるようになっている。

また、ＲＯＭ４３には、自動車の基本的な運転に関する制御の他、少なくとも、自動車の走行状況に応じて燃費向上等を図る上で適した手動変速機２のギヤポジション選択を指示する変速指示制御等を実行するための各種プログラムが記憶されている。この変速指示制御の具体的な内容については後述する。

上記ＲＡＭ４４は、ＣＰＵ４２での演算結果や各種センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ４５は、各種の保存すべきデータを記憶する不揮発性のメモリである。

また、上記ＲＯＭ４３には、上記変速指示制御に使用する制御マップであって、車速およびアクセル開度に応じた最適な変速段を得るための変速線（変速段の切り換えライン）を有する変速マップ（図４）が記憶されている。つまり、この変速マップに従って、自動車の走行状態に適した最適な変速段を求め、この求められた変速段（目標ギヤポジション）と運転者が設定している変速段（現ギヤポジション）とが異なっている場合には、変速指示条件が成立したとして、上記ランプ１１，１２やディスプレイ１３の目標ギヤポジション表示部１３ｂによる変速指示動作が行われるようになっている。

このようにして、変速指示用の表示部としての上記シフトアップランプ１１およびシフトダウンランプ１２と、上記ディスプレイ１３と、制御装置４とにより変速指示装置が構成されている。

（変速マップ）
ここで、上記変速マップについて説明する。図４に一例を示すように、この変速マップには複数の変速線が描かれている。この図４では、変速段を高くしていくシフトアップ操作時に使用する変速線を実線で示し、変速段を低くしていくシフトダウン操作時に使用する変速線を破線で示している。また、シフトアップおよびシフトダウンの各切り換え方向を図中に数字と矢印とを用いて示している。

この図４からも明らかなように、シフトアップ操作時に使用する変速線は、アクセル開度が低い状況では車速が比較的低くても変速段を高くするようになっている。例えば自動車の発進時からアクセル開度２０％が維持されている場合に、車速が約１５ｋｍ／ｈになると「１速」から「２速」への切り換え要求がなされ、その後、車速が約３０ｋｍ／ｈになると「２速」から「３速」への切り換え要求がなされ、車速が約４５ｋｍ／ｈになると「３速」から「４速」への切り換え要求がなされ、車速が約６０ｋｍ／ｈになると「４速」から「５速」への切り換え要求がなされるように変速線が設定されている。これは、アクセル開度が低いことで運転者は急加速を要求していないと判断でき、この場合に高い変速段を使用することによる燃費の改善を図るためである。このため、変速マップ上においてアクセル開度が低い領域では各変速線の間隔は狭く（密に）なっている。

一方、アクセル開度が高い状況では車速が比較的高くなるまで変速段を切り換えないようになっている。例えば自動車の発進時からアクセル開度８０％が維持されている場合に、車速が約３８ｋｍ／ｈになるまでは「１速」から「２速」への切り換え要求がなされず、車速が約７５ｋｍ／ｈになるまでは「２速」から「３速」への切り換え要求がなされないように変速線が設定されている。これは、アクセル開度が高いことで運転者は急加速を要求していると判断でき、低い変速段を維持することで急加速要求に応えるためである。このため、変速マップ上においてアクセル開度が高い領域では各変速線の間隔は広く（疎に）なっている。

同様に、シフトダウン操作時に使用する変速線も、アクセル開度が低い領域では各変速線の間隔は狭く（密に）なっており、アクセル開度が高い領域では各変速線の間隔は広く（疎に）なっている。

（ギヤ位置推定マップ）
上述した変速指示装置によって変速指示を行うためには、現状のギヤ位置（現ギヤポジション）と上記変速マップから求められた最適変速段（目標ギヤポジション）とを比較する必要がある。つまり、現ギヤポジションが目標ギヤポジションよりも低いポジション（段数）である場合にはシフトアップ指示を行い、現ギヤポジションが目標ギヤポジションよりも高いポジションである場合にはシフトダウン指示を行う。

このため、上記現ギヤポジションを認識可能とする構成が備えられている。本実施形態では、ギヤ位置センサを備えさせることなしに現ギヤポジションを認識可能とする手法として、エンジン回転数および車速に基づいて現ギヤポジションが推定できるようにしている。尚、ギヤ位置センサを備えさせ、そのセンサ出力によって現ギヤポジションを認識する構成とすることも可能である。

図５は、この現ギヤポジションを推定するためのギヤ位置推定マップの一例を示している。つまり、上記エンジン回転数センサ２２によって検出されるエンジン回転数の情報と、車速センサ２１によって検出される車速の情報とを、このギヤ位置推定マップに当てはめて、現ギヤポジションを推定するようにしている。例えば図中においてエンジン回転数がＮ１であり、車速がＶ１である場合には、手動変速機２は２ｎｄ（２速）の位置にあると推定し、また、エンジン回転数がＮ２であり、車速がＶ２である場合には、手動変速機２は４ｔｈ（４速）の位置にあると推定するようになっている。尚、このギヤ位置推定マップは、上記ＲＯＭ４３に記憶されている。

尚、上述した説明では、ギヤ位置推定マップにエンジン回転数情報および車速情報を当てはめることで現ギヤポジションを推定するようにしていたが、これらエンジン回転数および車速を使用した演算式から現ギヤポジションを求める構成としてもよい。

（変速指示の基本動作）
次に、上述の如く構成された変速指示装置による変速指示の基本動作について説明する。

上記制御装置４は、上記ギヤ位置推定マップにエンジン回転数情報および車速情報を当てはめることで推定される現ギヤポジションを認識し、該当するギヤポジションの数字をディスプレイ１３の現ギヤポジション表示部１３ａに表示する。

そして、制御装置４による変速指示制御としては、車速センサ２１およびアクセル開度センサ２３から出力される信号に基づいて自動車の走行状況を把握し、燃費向上等を図るうえで望ましい走行をするための変速段（最適変速段）を上記変速マップ（図４）から読み出し、変速操作が必要か否かを判断する。

そして、変速の必要が無く現状維持が望ましい場合（現ギヤポジションが適切に設定されている場合）にはシフトアップランプ１１およびシフトダウンランプ１２を共に消灯すると共に目標ギヤポジション表示部１３ｂを非表示状態とする。

また、変速段を変更するのが望ましい場合であってシフトアップを要求する場合には図６（ａ）に示すようにシフトアップランプ１１を点灯すると共に目標ギヤポジション表示部１３ｂに目標ギヤポジションを表示する。この図６（ａ）では現ギヤポジションが「２速」で、目標ギヤポジションが「３速」である状況を示している。例えば、手動変速機２の現ギヤポジションが「２速」とされて走行している状態（図５においてエンジン回転数がＮ１であり、車速がＶ１である状態）で、図４の点Ａから点Ｂに運転状態が変化した場合の表示状態である。

一方、変速段を変更するのが望ましい場合であってシフトダウンを要求する場合には図６（ｂ）に示すようにシフトダウンランプ１２を点灯すると共に目標ギヤポジション表示部１３ｂに目標ギヤポジションを表示する。この図６（ｂ）では現ギヤポジションが「４速」で、目標ギヤポジションが「３速」である状況を示している。例えば、手動変速機２の現ギヤポジションが「４速」とされて走行している状態（図５においてエンジン回転数がＮ２であり、車速がＶ２である状態）で、図４の点Ｃから点Ｄに運転状態が変化した場合の表示状態である。

この指示に従って運転者が適切な変速段に変速操作を行うと、上記指示（ランプ１１，１２の点灯および目標ギヤポジション表示部１３ｂの表示）を解除する。このランプ１１，１２の点灯および目標ギヤポジション表示部１３ｂの表示は、運転者が適切な変速段への変速操作を行うまで継続して行ってもよいし、この表示を所定時間行っても変速操作がなされない場合には、この表示を解除するようにしてもよい。

（渋滞判定動作および変速指示動作）
本実施形態の特徴は、自動車の走行状態や運転者の変速操作の状況に応じて、上記変速指示の実行／非実行を切り換えるようにしている点にある。具体的には、自動車が走行している道路が交通渋滞状態であって、且つ運転者が上記変速指示装置の変速指示に従って変速操作を行っている頻度が低い場合に限り、上記変速指示を非実行（ランプ１１，１２の消灯および目標ギヤポジション表示部１３ｂの非表示）を行うようにしている。

また、上記交通渋滞状態であるか否かを判定するために、上記車速センサ２１、アクセル開度センサ２３、クラッチスイッチ２４、ブレーキスイッチ２５からの出力信号がＣＰＵ４２に入力される。これら信号を受けたＣＰＵ４２は、車速センサ２１からの出力信号に基づいて所定時間以内における自動車の停車回数を、アクセル開度センサ２３からの出力信号に基づいて所定時間以内におけるアクセル開度変化量を、クラッチスイッチ２４からの出力信号に基づいて所定時間以内におけるクラッチペダルの操作回数を、ブレーキスイッチ２５からの出力信号に基づいて所定時間以内におけるブレーキペダルの操作回数をそれぞれ求めて、ＲＡＭ４４に記憶させるようになっている。

以下、この変速指示の実行／非実行を切り換えるための動作について図７のフローチャートに沿って説明する。この図７に示すルーチンはエンジン始動後の所定時間毎、例えば、数ｍｓｅｃ毎に実行される。また、所定クランク角度毎に実行するようにしてもよい。

先ず、ステップＳＴ１において、現在の車速が所定車速以下であるか否かを判定する。例えば、車速が１５ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判定する。車速が所定車速を超えており、ステップＳＴ１でＮｏ判定された場合には、自動車が走行している道路は交通渋滞状態ではないとして本ルーチンを終了する。

一方、車速が所定車速以下である場合には、ステップＳＴ１でＹｅｓ判定され、ステップＳＴ２に移る。このステップＳＴ２では、所定時間以内における自動車の停車回数が所定回数以上であるか否かを判定する。例えば、６０秒以内の停車／発進の繰り返し回数（例えば、現在から６０秒前までの期間での停車／発進の繰り返し回数）が４回以上であるか否かを判定する。この所定時間以内における自動車の停車回数が所定回数以上であって、ステップＳＴ２でＹｅｓ判定された場合には、ステップＳＴ５に移り、自動車が走行している道路は交通渋滞状態であると判定する。つまり、自動車が頻繁に停車し、しかも走行時の車速が低車速であることから交通渋滞状態であると判定する。

上記所定時間以内における自動車の停車回数が所定回数未満であってステップＳＴ２でＮｏ判定された場合には、ステップＳＴ３に移り、所定時間以内におけるアクセル開度変化量が所定値以下であるか否かを判定する。例えば、アクセル開度変化量が１０％以下の状態が２０秒間継続したか（例えば、現在から２０秒前までの期間中、アクセル開度変化量が１０％以下の状態が維持されていたか）否かを判定する。この所定時間以内におけるアクセル開度変化量が所定値以下であって、ステップＳＴ３でＹｅｓ判定された場合には、ステップＳＴ５に移り、自動車が走行している道路は交通渋滞状態であると判定する。つまり、アクセル開度が小さい状態が継続し、且つ車速が低車速であることから交通渋滞状態であると判定する。

上記所定時間以内におけるアクセル開度変化量が所定量を超えておりステップＳＴ３でＮｏ判定された場合には、ステップＳＴ４に移り、所定時間以内におけるブレーキ操作回数またはクラッチ操作回数が所定回数以上であるか否かを判定する。例えば、６０秒以内のブレーキ操作回数またはクラッチ操作回数（例えば、現在から６０秒前までの期間でのブレーキ操作回数またはクラッチ操作回数）が４回以上であるか否かを判定する。この所定時間以内におけるブレーキ操作回数またはクラッチ操作回数が所定回数以上であって、ステップＳＴ４でＹｅｓ判定された場合には、ステップＳＴ５に移り、自動車が走行している道路は交通渋滞状態であると判定する。つまり、ブレーキ操作やクラッチ操作が頻繁に繰り返され、且つ車速が低車速であることから交通渋滞状態であると判定する。

また、上記所定時間以内におけるブレーキ操作回数およびクラッチ操作回数が共に所定回数未満であり、ステップＳＴ４でＮｏ判定された場合には、交通渋滞は生じていないとして本ルーチンを終了する。

以上が渋滞認識手段による交通渋滞の認識動作である。

尚、上述した交通渋滞判定のための各値（所定時間、車速、停車回数、アクセル開度、ブレーキ操作回数、クラッチ操作回数）はこれに限定されるものではなく、任意に設定が可能である。

このようにして上記ステップＳＴ２、３、４のうちの何れかでＹｅｓ判定され、ステップＳＴ５において交通渋滞状態であると判定した場合、その後、ステップＳＴ６に移る。

このステップＳＴ６では、変速指示装置からの変速指示に対し、所定時間以内における変速指示を無視した（変速指示に従った変速操作が行われなかった）頻度が所定頻度以上であるか否かを判定する。

より具体的には、上述した如く目標ギヤポジションと現ギヤポジションとが異なっており、上記ランプ１１，１２や目標ギヤポジション表示部１３ｂによる変速指示動作が行われているにも拘わらず、それに従った変速操作を運転者が行わなかった状態の頻度（変速指示が行われた回数に対する、それに従った変速操作が行われなかった回数の比率）が、２分間で７０％を超えているか否かを判定する（変速頻度判定手段による変速操作の頻度判定動作）。また、運転者が変速指示に従ったか否かの判定としては、例えば、上記ランプ１１，１２や目標ギヤポジション表示部１３ｂによる変速指示動作が開始された後、１０秒を経過しても、それに従った変速操作がなされなかった場合に、運転者が変速指示に従わなかった（変速指示を無視した）と判定する。

この所定時間以内における変速指示を無視した頻度が所定頻度以上であって、ステップＳＴ６でＹｅｓ判定された場合には、ステップＳＴ８に移り、変速指示動作は不要であると判断し、ステップＳＴ９で、変速指示装置の変速指示を解除（上記ランプ１１，１２を消灯、目標ギヤポジション表示部１３ｂを非表示）する。つまり、運転者には、変速指示に従う意思はなく、変速指示がなされていることに煩わしさを感じている可能性があるとして変速指示装置の変速指示を解除する（変速指示解除手段による変速指示解除動作）。

一方、所定時間以内における変速指示を無視した頻度が所定頻度未満であって、ステップＳＴ６でＮｏ判定された場合には、ステップＳＴ７に移り、所定時間以内における変速操作回数が所定回数以下であるか否かを判定する。この所定時間以内における変速操作回数が所定回数以下であって、ステップＳＴ７でＹｅｓ判定された場合には、ステップＳＴ８に移り、上述と同様に、変速指示動作は不要であると判断し、ステップＳＴ９で、変速指示装置の変速指示を解除（上記ランプ１１，１２を消灯、目標ギヤポジション表示部１３ｂを非表示）する。

また、所定時間以内における変速操作回数が所定回数を超えており、ステップＳＴ７でＮｏ判定された場合、運転者には、変速指示に従う意思があり、その変速操作回数も多いとして、ステップＳＴ１０に移り、変速指示動作は必要であると判断し、ステップＳＴ１１で、変速指示装置の変速指示を実行する。

尚、上記ステップＳＴ８およびステップＳＴ９において変速指示装置の変速指示を解除した場合、その後に、変速指示装置の変速指示を復帰させるための動作としては、上記車速センサ２１によって検出される車速が所定車速（交通渋滞が解消されたと判定できる車速：例えば３０ｋｍ／ｈ）以上となった場合、または、アクセル開度センサ２３によって検出されるアクセル開度が所定開度（交通渋滞が解消された場合のアクセル踏み込み量に相当する開度：例えばアクセル開度３０％）以上となった場合に、変速指示装置の変速指示を復帰させることになる。

以上説明したように、本実施形態では、自動車が渋滞路を走行している状況において自動車の運転者が変速指示装置からの変速指示に従った変速操作を行う意思があるか否かを判定し、その意思がない場合に変速指示装置による変速指示を解除するようにしている。このため、運転者が変速指示に従った変速操作を行う意思がない状況で、この変速指示が行われることに起因して運転者が煩わしさを感じるといったことが解消できる。特に、運転者の心理状態が良くない渋滞路の走行中に、変速指示の煩わしさを解消することで、運転者にとっての精神的な負担を大幅に軽減することができる。その結果、変速指示装置の実用性の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、上記道路が交通渋滞状態であるか否かの判定動作と、運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度を判定する動作とが同時並行されるようになっている。つまり、上記ステップＳＴ１〜ステップＳＴ５において交通渋滞状態であるか否かの判定動作を行っている場合に、運転者が変速指示を無視した頻度を求めるための動作を並行して行っておき、交通渋滞判定（ステップＳＴ５）が行われた後には、上記並行して行っていた変速操作頻度検出動作に従って、ステップＳＴ６およびＳＴ７の判定動作を行うようにしている。これにより、運転者への変速指示を解除するか否かの判断を比較的短時間で行うことが可能である。つまり、交通渋滞状態であることが認識された後に、運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度を判定する動作を開始したのでは、この２つの動作が完了するまでの時間を長く要し、仮に、交通渋滞状態であって且つ運転者の変速指示に従う変速操作の頻度が低い場合には、これらの判断が完了するまでの間、運転者への変速指示が継続的に行われることになって、その間、運転者に煩わしさを与えてしまうことになる。本実施形態では、これら判定動作を同時並行することで、変速指示を解除すべきか否かの判断を行う期間を短くすることができ、仮に変速指示を解除すべき状況であったとしても、上記変速指示が継続的に行われる期間を短くできて運転者にとっての精神的な負担を軽減することが可能である。

−第２実施形態−
上述した実施形態では、自動車が渋滞路を走行している状況において自動車の運転者が変速指示装置からの変速指示に従った変速操作を行う意思があるか否かを判定し、その意思がない場合に限って変速指示装置による変速指示を強制的に禁止するようにしていた。

本実施形態では、それに変えて、自動車が渋滞路を走行しているか否かを判定し、渋滞路を走行している状況である場合には、変速指示装置による変速指示を強制的に禁止するものである。つまり、運転者が変速指示装置からの変速指示に従った変速操作を行う意思があるか否かを判定することなく、自動車が渋滞路を走行している状況であれば変速指示を強制的に禁止するようにしている。

このため、本実施形態における変速指示の実行／非実行を切り換えるための動作としては、上記第１実施形態で示した図７のフローチャートにおけるステップＳＴ１〜ステップＳＴ５と同様の動作によって、自動車が走行している道路が交通渋滞状態であるが否かを判定する。

そして、交通渋滞状態であると判定された場合には、図７のフローチャートにおけるステップＳＴ８、ステップＳＴ９と同様の動作を行って、変速指示動作は不要であると判断し、変速指示装置の変速指示を解除（上記ランプ１１，１２を消灯、目標ギヤポジション表示部１３ｂを非表示）する。

一方、交通渋滞状態は生じていないと判定された場合には、図７のフローチャートにおけるステップＳＴ１０、ステップＳＴ１１と同様の動作を行って、変速指示動作は必要であると判断し、変速指示装置の変速指示を実行する。

本実施形態の動作によれば、運転者が変速指示装置からの変速指示に従った変速操作を行う意思があるか否かの判定を不要にすることができ、変速指示動作が必要であるか否かの判断を短時間で行うことが可能になると共に、判断手法の簡素化を図ることもできる。

つまり、運転者が変速指示装置からの変速指示に従った変速操作を行う意思があるか否かを判定するためには、変速指示条件が複数回に亘って成立し、その度の変速操作の有無を検出する必要があり、一定車速、一定アクセル開度で渋滞路を走行するような状況では、この運転者の意思を確認するまでの時間を長く要してしまう可能性がある。本実施形態では、この運転者の意思を確認することがないため、変速指示動作が必要であるか否かの判断を短時間で行うことが可能である。

−渋滞判定のための他の実施形態−
上述した各実施形態では、自動車の車速、停車回数、運転者によるブレーキ、クラッチ、アクセルの各操作量の各情報に基づいて交通渋滞状態であるか否かを判定していた。この交通渋滞状態の判定手法としては、これらに代えて以下のものも採用可能である。

先ず、自動車にレーダ発信装置を搭載し、このレーダ発信装置から発せられるミリ波レーダによって前方車両との車間距離を計測することで交通渋滞状態であるか否かを判定するものである。このレーダ発信装置は、ミリ波信号を前方に放射し、放射方向に位置する物体にて反射されたミリ波を受信して、物体の存在、物体の大きさ、物体までの距離などを表す検出信号を出力するものであり（例えば特開２００５−２７１７５６号公報に開示されている）、この検出信号を上記制御装置４に入力して前方車両との車間距離およびその車間距離が維持されている継続時間を認識することで交通渋滞判定を行うことができる。

具体的には、自動車の走行速度が比較的低く（例えば３０ｋｍ／ｈ以下）且つ停車していない状態で、前方車両との車間距離が所定距離以下（例えば車間距離が３０ｍ以内）である状況が所定時間継続（例えば２０秒以上継続）する場合には交通渋滞状態であると判定することが可能である。これら値はこれに限定されるものではない。

また、自動車に車載カメラ（例えばＣＣＤカメラ）を搭載し、この車載カメラから得られる前方または後方の撮像画像の各情報に基づいて交通渋滞状態であるか否かを判定することも可能である。この車載カメラは、撮像した画像を表す画像データを出力して、撮像方向にある物体の存在、物体の種類などを認識するものであり、この画像データを上記制御装置４に入力して周囲に存在する車両の台数等を認識することで交通渋滞判定を行うことができる。

具体的には、自動車の走行速度が比較的低く（例えば３０ｋｍ／ｈ以下）且つ停車していない状態で、周囲の車両の台数が所定台数以上である状況（例えば前後１００ｍの間にそれぞれ５台以上の自動車が存在する場合）では交通渋滞状態であると判定することが可能である。これら値についても、これに限定されるものではない。

また、クリアランスソナーによって、前方へ超音波を放射し、放射方向に位置する物体にて反射する超音波を入射して、物体の存在、物体までの距離などを表す検出信号を出力する構成を採用してもよい。

更に、自動車に、道路交通情報を発する発信源からの情報を受信可能な受信器を搭載しておくことで交通渋滞状態であることを認識することも可能である。この道路交通情報の発信源としては、例えばＶＩＣＳ（登録商標）や、その他の道路交通情報発進システム（例えば、Ｇ−ＢＯＯＫ（登録商標）と称されるシステムなど）が挙げられる。

このＶＩＣＳと称される道路交通情報通信システムは、例えば特開２００４−１０８８４６号公報にも開示されているように、警察、日本道路公団等の交通管制システムの情報を収集して、道路の渋滞等に関する情報や交通規制情報等の道路交通情報を作成し、これを通信手段によって送信するシステムである。つまり、ＶＩＣＳセンターが提供する交通情報をビーコン受信機、ＦＭ多重受信機および携帯電話を介して取得するようにしたシステムである。尚、上記ＶＩＣＳセンターは、国道や県道等の幹線道路に多数設置されたカメラや感知センサ等を用いて、各道路における渋滞情報等の交通情報を収集している。

また、上記Ｇ−ＢＯＯＫと称されるシステムは、専用の無線機や携帯電話を用いてネットワークへ接続して、交通渋滞情報などの各種情報を取得できるようにした会員制の情報提供システムである。

−その他の実施形態−
以上説明した実施形態は、手動変速機２を備えた自動車に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、例えば手動変速機能付の自動変速機を備える車両にも適用可能である。この手動変速機能付の自動変速機は、一般的に普及しているものであるが、例えば前方に押す操作と後方に押す操作とでシフトアップとシフトダウンを行うシーケンシャル型シフトと呼ばれるものが挙げられる。

また、上記実施形態では、コンビネーションメータ３に変速指示用の表示部として各ランプ１１，１２およびディスプレイ１３を設置した場合について説明したが、それらの設置位置は特に限定されるものではない。これらの各ランプ１１，１２やディスプレイ１３は、例えばコンビネーションメータ３内に設置せずに、その近傍等に設置することが可能である他、一般的に公知のナビケーションシステムや、フロントガラスに情報を投影するヘッドアップディスプレイシステムを用いて表示することが可能である。

また、上記実施形態では、５速マニュアルトランスミッションに対して本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、４速以下のマニュアルトランスミッションや６速以上のマニュアルトランスミッションにも適用可能である。また、手動変速機２に組み合わされるエンジン１も、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンであってもよい。

更に、上記実施形態では、運転者の変速操作の頻度によって運転者が煩わしさを感じているか否かを判定していたが、これに限らず、その他の手法によって、運転者が煩わしさを感じているか否かを判定し、煩わしさを感じていると判断された場合には変速指示を解除するようにしてもよい。例えば、運転者の目の動きや発汗状態等を認識できる手段を備えさせ、これによって、運転者が煩わしさを感じているか否かを判定するようにしたものである。

実施形態に係る自動車の側面図である。 コンビネーションメータを拡大して示す正面図である。 制御装置を含む制御系の概略構成を示すブロック図である。 変速マップを示す図である。 ギヤ位置推定マップを示す図である。 シフトアップランプおよびシフトダウンランプの点灯状態、ディスプレイの表示状態を示す図であって、（ａ）はシフトアップ時を、（ｂ）はシフトダウン時をそれぞれ示す図である。 変速指示の実行／非実行を切り換えるための動作の手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

２ 手動変速機
４ 制御装置
５ クラッチ機構
２１ 車速センサ
２３ アクセル開度センサ
２４ クラッチスイッチ
２５ ブレーキスイッチ

Claims (8)

1. 手動変速操作が可能な変速機が搭載された自動車に用いられ、自動車の運転状態に応じて求められる変速機の最適変速段と運転者が選択している変速段とが異なっている変速指示条件が成立した場合に、変速段を最適変速段に向けて操作するよう運転者に変速指示を行う自動車の変速指示装置において、
   上記自動車が走行している道路が交通渋滞状態であることを認識可能な渋滞認識手段と、
   上記道路が交通渋滞状態であることを上記渋滞認識手段が認識している間、上記運転者への変速指示を解除する変速指示解除手段とを備えていることを特徴とする自動車の変速指示装置。
2. 手動変速操作が可能な変速機が搭載された自動車に用いられ、自動車の運転状態に応じて求められる変速機の最適変速段と運転者が選択している変速段とが異なっている変速指示条件が成立した場合に、変速段を最適変速段に向けて操作するよう運転者に変速指示を行う自動車の変速指示装置において、
   上記自動車が走行している道路が交通渋滞状態であることを認識可能な渋滞認識手段と、
   上記運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度を判定する変速頻度判定手段と、
   上記道路が交通渋滞状態であることを上記渋滞認識手段が認識しており、且つ運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度が所定頻度以下であることを上記変速頻度判定手段が判定している間、上記運転者への変速指示を解除する変速指示解除手段とを備えていることを特徴とする自動車の変速指示装置。
3. 上記請求項１または２記載の自動車の変速指示装置において、
   上記渋滞認識手段は、所定の渋滞認識判定期間における、自動車の走行速度、停車回数、運転者によるブレーキ、クラッチ、アクセルの各操作量の各情報のうちの一つまたは複数の情報に基づいて交通渋滞状態であることを認識可能に構成されていることを特徴とする自動車の変速指示装置。
4. 上記請求項１または２記載の自動車の変速指示装置において、
   上記渋滞認識手段は、自動車の走行速度、前方に位置する車両との車間距離の各情報に基づいて交通渋滞状態であることを認識可能に構成されていることを特徴とする自動車の変速指示装置。
5. 上記請求項１または２記載の自動車の変速指示装置において、
   上記渋滞認識手段は、自動車の走行速度、車載撮像手段から得られる前方または後方の撮像画像の各情報に基づいて交通渋滞状態であることを認識可能に構成されていることを特徴とする自動車の変速指示装置。
6. 上記請求項１または２記載の自動車の変速指示装置において、
   上記渋滞認識手段は、渋滞情報発信源からの渋滞情報を受信可能となっており、この渋滞情報に基づいて交通渋滞状態であることを認識可能に構成されていることを特徴とする自動車の変速指示装置。
7. 上記請求項１〜６のうち何れか一つに記載の自動車の変速指示装置において、
   上記道路の交通渋滞が解消したことを上記渋滞認識手段が認識した場合であって、且つ上記変速指示条件が成立した場合には、運転者への変速指示動作を再開する変速指示再開手段を備えていることを特徴とする自動車の変速指示装置。
8. 上記請求項１記載の自動車の変速指示装置において、
   上記渋滞認識手段は、所定の渋滞認識判定期間中に、道路が交通渋滞状態であるか否かを判定するようになっている一方、
   上記変速頻度判定手段は、所定の変速頻度判定期間中に、運転者が変速指示に従って変速操作を行っている頻度を判定するようになっており、
   上記渋滞認識手段による判定動作と変速頻度判定手段による判定動作とは同時並行されるようになっていることを特徴とする自動車の変速指示装置。

Images